6. Харчові кислоти

Карбонові кислоти – важливий клас органічних сполук. Їх широко використовують як у харчовій промисловості, так і для приготування соковитих кормів у сільському господарстві. Жирні кислоти мають властивості консервантів, регуляторів кислотності. Деяки з них проявляють вітамінну та біологічну активність.

. Нижчі карбонові кислоти

Метанова (мурашина) кислота. В харчовій промисловості широке використання у якості харчового підкиснювача, консерванту фруктових напівфабрикатів і соків, дезинфеканту діжко тари для вина та пива знайшла найпростіша метанова (мурашина) кислота. ЇЇ виробляють у великих кількостях (біля 0,5 млн. т на рік) двома методами. При синтезі оцтової кислоти рідкофазним окисненням бутану або низько октанового бензину мурашина кислота утворюється як побічний продукт (одна частина на 5 – 6 частин оцтової кислоти). Суміш кислот розділюють у ректифікаційних колонах. Іншим способом мурашину кислоту синтезують шляхом карбонілювання метанолу (лужний каталіз) до метилформіату з наступним кислотним гідролізом:

У зв’язку зі зворотністю реакції гідролізу метилформіату існує метод його перетворення в кислоту через формамід. Цей естер амідують, діючи амоніаком за умов нагрівання та невеликого тиску. Реалізовано також метод прямого синтезу формаміду взаємодією амоніаку і монооксиду Карбону (ІІ) при високому тиску в метанолі (каталізатор СН₃ОNa):

Метаноати (форміати) використовують у якості регуляторів рН, смакових речовин і солезамінників. Сіль натрію синтезують барботажем оксиду Карбону (ІІ) через 30%-ий розчин лугу в автоклаві:

Метаноат

натрію

Етанова (оцтова) кислота – найдавніший хімічний консервант і регулятор смаку харчових продуктів. Її використовують у якості столового оцту (3 – 9%-ий розчин у воді) для приготування майонезі, соусів, приправ і маринадів (фруктово-ягідних, овочевих, рибних). У якості консервантів антибактеріальної дії використовують її солі калію, натрію і кальцію. Крім того, ацетат кальцію є стабілізатором дисперсійних харчових систем, головним чином емульсій. Оцтова кислота сильно пригнічує ріст і розвиток бактерій, особливо роду Clostridium.

При виготовленні сушеної риби її обробляють оцтовою або пропановою кислотами. Ці духмяні кислоти є репелентами проти комах, а також птахів і гризунів. Вимочування риби в оцтовій кислоті дозволяє легко зняти з неї луску, тому що кислота пом’якшує з’єднувальні тканини. Більш того, слабке нагрівання риби у кислому середовищі (40ºС) призводить до повного видалення шкіри, що використовується для приготування рибного фаршу.

Виробництво оцтової і пропанової кислот перевищує 4 млн. т на рік. Основні методи синтезу такі:

Оцтовий альдегід

Самий давній метод добування синтетичної оцтової кислоти полягає у нагріванні деревини без потрапляння повітря. Деревина перетворюється на активне вугілля, а гази, що при цьому виділяються на оцтову кислоту. Цей метод має лише історичне значення.

У великих кількостях оцтову кислоту отримують окисненням ацетальдегіду. Гідратацію ацетилену раніше проводили за реакцією Кучерова. Але при цьому частина каталізатору відновлюється до токсичного меркуріуму. Тому розроблено парофазний спосіб на кадмій-кальций-фосфатних контактах (400ºС). Ацетальдегід окиснюють в рідкій фазі (75ºС, 5 атм) киснем за наявності ацетату марганцю.

Пропанова кислота та її солі (пропаноати), які додають у харчові продукти в невеликих кількостях (хліб, зерно, плавлені сири), запобігають утворенню плісняви. Ці добавки добувають шляхом перероблення етену прямим гідрокарбонілюванням до пропаналю з подальшим його окисненням до кислоти :

1-Пропанол М = K, Na, Ca_1/2